阴离子F掺杂SOFCs阴极La_(1−x)Sr_(x)Co_(1−y)Fe_(y)O_(3−δ)的氧还原性能

摘要

固体氧化物燃料电池(SOFC)因其高效、清洁及便携性等优点被认为是当前最具应用前景的新能源技术之一.传统SOFC较高的工作温度(>800℃)限制了其商业推广,降低其工作温度成为当前研究的热点.钙钛矿阴极材料La_(1−x)Sr_(x)Co_(1−y)Fe_(y)O_(3−δ)(LSCF)因具有较高的电子离子混合导电性而成为中温SOFC阴极材料的较佳选择,同时实验证明F替代O位能有效提升SOFC稳定性.基于已有实验报道,本文采用第一性原理计算了F掺杂对LSCF电子结构影响、氧气分子在(100)表面吸附能的变化、阴极体内氧空位形成能及氧离子迁移活化能的影响.通过与未掺杂材料性能的比较,证明:适量F掺杂LSCF在有效提升阴极表面对氧气分子吸附能力同时能进一步提高体内氧离子迁移效率,从而提升阴极氧化还原反应能力.